Riportiamo un percorso di lavorazione efficace, combinando la formazione di nanostrutture e l’ibridazione, per migliorare le prestazioni di tasso dell’ossido di sodio manganese con struttura a tunnel Na_0.44MnO₂ (NMO) come materiale catodico per lo stoccaggio di ioni di sodio in acqua. Utilizziamo la sintesi idrotermale per preparare un ibrido NMO/CNF (Fibra di Carbonio Nano) consistente in nanofili di ossido uniformi con una larghezza media di 70 nm e lunghezza nell’ordine di varie decine di µm.

Le CNF altamente disperse conferiscono alta conduttività all’elettrodo NMO/CNF, permettendo prestazioni ad alto tasso ad una C-rate fino a 20 C, con una capacità fornita di più della metà del valore teorico in un elettrolita 1 M Na₂SO₄. Inoltre, l’ibrido NMO/CNF mostra una buona stabilità elettrochimica sotto diverse centinaia di cicli ad alta C-rate.

Tuttavia, gli elettrodi di nanofili di NMO rivelano una capacità inferiore al previsto, probabilmente come risultato della tendenza dei nanofili a formare fasci, che impedisce il contatto diretto con le fibre conduttive e induce il sottoutilizzo del materiale attivo.

Con questo studio, dimostriamo un forte miglioramento delle altrimenti intrinsecamente basse prestazioni di tasso del NMO attraverso la nanostrutturazione di ossido e l’ibridazione con fibre di carbonio, aprendo la via per ulteriori ricerche sui materiali basati su NMO per lo stoccaggio di ioni di sodio in acqua.